„ Není to ten nejsilnější, kdo přežije, ani ten nejinteligentnější, ale ten, kdo se dokáže nejlépe přizpůsobit."

Charles Darwin

Přizpůsobení prostředí a přirozený výběr

Každý organizmus má určité vlastnosti, které mu umožňují v určitém prostředí přežít. Tyto specifické vlastnosti označujeme jako adaptace, které vznikly postupným přizpůsobováním organizmů prostředí v průběhu evoluce. Známým evolučním mechanismem je proces přirozeného výběru.

Přirozený výběr je proces přežívání a reprodukce organizmů nejlépe přizpůsobených svému životnímu prostředí. Je důsledkem principu „boje o život", tj. aktivity organizmů, zaměřené na uchování života a zabezpečení existence potomstva. Základní dva typy přirozeného výběru jsou přírodní výběr a pohlavní výběr.                                                                                                                   

Výběr /selekce/ může mít mnoho podob a může působit v jakýchkoliv stadiích vývoje organizmu. Všechny fáze života organizmu jsou vystaveny vlivům prostředí. Mezi formy přirozeného výběru patří:

Tvrdá selekce – eliminace /vyloučení/ slabých jedinců prostředím, vyhynutí těch, kteří nebyli schopni adaptace, následkem je vymizení celých populací; je však dočasný.

Obr. 1: Přízemní mráz   

Měkká selekce – respektuje individuální rozdíly mezi jedinci určitého druhu, eliminuje např. určité procento nejmenších a nejlehčích samců, např. nejpomalejších jedinců kopytníků ze stáda šelmami. Probíhá neustále.

Z dosahu tvrdého výběru se lze vymanit, měkký výběr vždy někoho odstraní.

Na organizmus působí celý komplex faktorů, k jednomu mohou být více tolerantní než k jinému. O jeho výskytu k biotopu pak rozhoduje ten faktor, který již překračuje hranice přizpůsobivosti organizmu. Tento faktor se nazývá limitující (= mezní). Například v polárních oblastech je limitujícím faktorem teplota, u nás v létě je limitujícím faktorem voda, ve vodě je limitujícím faktorem množství kyslíku a pH.

Schopnost organizmů snášet určité rozpětí hodnot některého z faktorů prostředí je podmíněna přizpůsobením (adaptacemi) různého typu. Tuto závislost můžeme obecně znázornit Gaussovou křivkou.

 Obr. 2: Rozmezí ekologické přizpůsobivosti 

Vrchol představuje optimální působení daného faktoru (organizmus nejlépe prospívá).

Křivka je ohraničena minimem a maximem – hodnoty představující dolní a horní mezní, smrtící (letální) hranici (organizmus ještě přežívá, ale je to „jen tak tak“) V případě, že faktory hranice překročí – následuje smrt organizmu.

Příklady rostlin s různou přizpůsobivostí k podmínkám prostředí:

Mezi faktory prostředí, které jsou velmi důležité pro výskyt rostlin, patří pH prostředí – především půdy. Půdní reakce čili pH půdy je výsledkem velmi složitých souvislostí mezi půdním podkladem (zda půda vzniká na vápencích, rulách, žulách nebo jiných nerostech a horninách), množstvím vody v půdě, provzdušněním půdy, kyselostí vodních srážek atd.

• Neutrální reakce znamená, že pH půdy = 7

• Půdy kyselé mají pH < 7

• Půdy zásadité (basické) mají pH > 7

Rozdělení rostlin dle nároků na pH půdy

• acidofyty (acidofilní rostliny) vyžadují kyselé půdy s pH < 6,7, do této skupiny patří vřesovištní rostliny. Velmi silně acidofilní rostliny vyžadují pH 3,5–4  (kostřava ovčí, brusnice borůvka), silně acidofilní rostliny pH 4,1–4,5 (vřesovec), acidofilní rostliny pH 4,5–5,4 (lupina) a slabě acidofilní rostliny pH 5,5–6,4 (žito, pohanka, brambor).

• neutrofyty (neutrofilní rostliny) rostou na půdách s hodnotami pH ±7. Pro většinu rostlin je optimální pH 6–7,5, podběl lékařský

• bazifyty (alkalofyty, alkalofilní, bazofilní rostliny) vyžadují zásadité půdy s pH > 7,2 (např. ostřice nízká, třemdava bílá, ječmen, vojtěška).

Hodnota pH vyšší než 9 a nižší než 3 způsobuje úhyn rostlin!

Podle výskytu některých rostlin v prostředí můžeme zpětně usuzovat na pH půdy. Takové rostliny indikují vlastnosti prostředí – jsou to bioindikátory. Mají úzký rozsah tolerance vůči faktorům prostředí.

Například rojovník bahenní a rašeliník patří mezi rostliny, které žijí v prostředí výrazně kyselém (optimum pH je mezi 3 až 4), druh rostliny metlice křivolaká či jahodník roste nejčastěji v mírně kyselém prostředí (optimum pH má přibližně 5), kdežto podběl lékařský roste nejlépe v prostředí neutrálním (optimum má pH = 7). Najdeme-li je na některém místě, můžeme orientačně usoudit na jeho půdní reakci.

Obr. 3: Rašeliník   Obr. 4: Podběl lékařský

Poznámka:

Rašeliníky jsou mechy hojně rostoucí na rašeliništích a zamokřených loukách.

Rojovník bahenní je stále zelený keř z čeledi vřesovcovitých, z rodu rojovník. 

Metlice křivolaká patří mezi trávy, roste hojně na pasekách, na vřesovištích atd.

Podběl lékařský je hojně rozšířená bylina.

Přizpůsobení živočichů prostředí, adaptace

Během fylogenetického vývoje se živočichové dokonale přizpůsobili svému prostředí. Vyvinuly se u nich charakteristické tělesné tvary, mechanismy funkcí a chování, které jim umožnily osídlit zcela specifické prostředí. Všechna taková přizpůsobení označujeme jako adaptace. Jsou výsledkem přírodního výběru s výjimkou těch, které byly získány uměle, šlechtěním.

Obr. 5: Vliv prostředí na organizmy

Třídění adaptací:

Adaptace živočichů většinou dělíme na:

• Morfologické – tvarové přizpůsobení (např. tvar končetiny, tvar zobáku, velikost nebo barva těla – krtek – končetiny, netopýr – křídla …)

• Fyziologické – většinou jde o fyziologické odchylky od „normálního stavu“ u živočichů žijících v extrémních podmínkách. Příkladem jsou termoregulační mechanismy či zimní spánek, jež mohou být spouštěny a řízeny množstvím či kvalitou potravy nebo intenzitou slunečního záření, odolnost vůči zmrznutí. Např. u savců mírného pásma dochází ke změnám v izolačních vlastnostech srsti v souvislosti se sezónními změnami v teplotě prostředí, mechanismy zamezující ztrátám vody v pouštních oblastech / velbloudi, plazi, ptáci – koncentrovaná moč…/

• Etologické – souvisejí s chováním živočichů – zvláštnosti při lovu potravy – lovecké strategie, specifické chování při vyhledávání úkrytů, zvláštnosti při ochraně před predátory. (mimikry – pestřenky – napodobování druhů s žihadlem, jedovatých nebo zapáchajících; vzájemné napodobování jedovatých druhů. Výstražné zbarvení: žlutočerné nebo červenočerné, vytvořilo se u mnohých jedovatých druhů.

Obr. 6: Vřetenuška čičorková   Obr. 7: Běloskvrnáč pampeliškový

Lovecká strategie některých pavouků, např. běžníka kopretinového spočívá v nenápadném chování pavouka číhajícího na drobný hmyz lákaný květem kopretiny.

Obr. 8: Běžník kopretinový Obr. 9: Běžník s kořistí   

Výstražné (aposematické) zbarvení: žlutočerné nebo červenočerné, vytvořilo se u mnohých jedovatých druhů.

Obr. 10: Pestřenka rybízová   Obr. 11: Vosa obecná s kořistí

Strategie

Strategie jsou metody, kterými se organizmy vyrovnávají s různými nepříznivými vlivy prostředí /které jim umožňují získávat potravu, množit se a bránit se před nepřáteli/. Jedná se o soubory dědičně zakódovaných vlastností, které organizmu umožňují úspěšně se prosadit v ekosystému, tj. optimálně využívat materiálové a energetické zdroje a obstát v konkurenci sousedních populací. Některé strategie se mohou týkat např. šíření v prostoru, způsobu přezimování, získávání potravy či ochrany před predátory. Základní kategorie členění strategií se týkají způsobů, jakými se organizmy vyrovnávají se změnami prostředí. Limitující je nosná kapacita prostředí.

Zatímco u živočichů se v rámci r/K teorie výběru rozlišují 2 životní strategie, K-strategie a r-strategie, u rostlin se mimo r/K teorii někdy uvádí i různé strategie populací rostlin:R-stratégové (podle „ruderální"), C-stratégové (podle „konkurence") a S-stratégové (podle stresu).  U živočichů se tato koncepce většinou neuvažuje, neboť se předpokládá, že živočich díky své pohyblivosti největšímu tlaku unikne.

K-stratégové

Jsou často dlouhověcí, mají máločetné potomstvo, avšak dobře vybavené do života. V případě živočichů poskytují mláďatům kvalitní péči, u rostlin je to pak dostatečná tvorba zásobních látek. Typickými K-stratégy jsou stromy (smrk ztepilý, buk lesní), mnozí velcí savci (medvěd hnědý, los evropský, vydra říční, sloni, primáti, také netopýři), orli, supi, papoušci, jasoň, otakárek ovocný.

Obr. 12: Slon indický K-stratég Obr. 13: Otakárek ovocný K-stratég

R-stratégové

Mají exponenciální typ růstu populací, žijí v proměnlivých prostředích, např. rumištní plochy. Vyznačují se značnou produkcí semen, rychlým růstem a množením, velkým množstvím potomstva, krátkými životními cykly. Jsou to konkurenceschopné organizmy, které investují především do kvantity. Typickými r-stratégy jsou polní plevele (např. lebeda, hořčice rolní, mák, merlík, kokoška pastuší tobolka, penízek rolní), někteří drobní savci (hraboš polní, potkan, kočka), některé druhy hmyzu, bělásek řepový (mšice).

Obr. 14: Mandelinka bramborová R-stratég

 

Obr. 15: Lebeda R-stratég

S-stratégové jsou typičtí pro prostředí zatížené stresem. Stresem rozumíme jakýkoliv pravidelný a předvídatelný jev, který omezuje růst populace. Pastva, pravidelné kosení, trvalé zasolení okrajů silnic a pravidelné záplavy, dlouhodobý nedostatek vody představují stres. Druhy dobře odolávající stresu jako např. rostliny skalních stepí vysokohorských poloh, květnatých luk, pouští, slanisek, rašelinišť (některé druhy tučnolistých, borovice, borůvka, vřes obecný).

Obr. 16: Brusnice brusinka S-stratég    Obr. 17: Vřes obecný S-stratég  

C-stratégové

C-stratégové /konkurenční stratégové/ mají vysokou schopnost konkurence, kterou jsou schopni ji využít na stanovištích bez stresu a narušování. Často dosahují velkých rozměrů a hojné biomasy. Vyznačují se dlouhověkostí a rychlým růstem. Většinu energie vkládají do vegetativních a zásobních orgánů, vklad do reprodukční schopnosti je nízký. Do této skupiny stratégů patří např. dub, buk lesní, jasan z bylin např. pýr plazivý, ovsík vyvýšený, kopřiva dvoudomá, hasivka orličí;

C-stratégové úspěšně konkurují mnoha druhům, žijí v relativně stabilním prostředí s dostačenou zásobou živin, často jde o konečná stádia sukcese.

Obr. 18: Kopřiva dvoudomá C-stratég  Obr. 19: Buk lesní C-stratég 

Zdroje

• http://etext.czu.cz/php/skripta/kapitola.php?titul_key=68&idkapitola=10

• http://slovnik-cizich-slov.abz.cz/web.php/slovo/etologicka-adaptace

• http://www.ucseonline.cz/biologie/zivocichove-a-prostredi/

• http://botany.upol.cz/pagedata_cz/vyukove-materialy/97_prednaska-3.pdf

• http://cs.wikipedia.org/wiki/P%C5%99irozen%C3%BD_v%C3%BDb%C4%9Br

• http://web2.mendelu.cz/af_291_sklad/frvs/hrudova/index_soubory/Page2229.htm

• http://cs.wikipedia.org/wiki/P%C5%99irzen%C3%BD_v%C3%BDb%C4%9Br

Obrázky

• Obr. 2: Autor neznámý. Rozmezí ekologické přizpůsobivosti [online]. [cit. 2014-12-10]. Dostupný na www: http://www.voderek.cz/prirodopis/ekoprirodopis9/p917/p917.htm

• Pokud není uvedeno jinak, autorkou obrázků je Eva Jiříková.